隨著航空、航天、新一代武器裝備、高速列車以及新能源汽車等領(lǐng)域的不斷發(fā)展,高功率密度電磁器件的數(shù)量及排布密度不斷增加,而運(yùn)行過程中產(chǎn)生的熱量即時(shí)導(dǎo)出,否則溫度過高將嚴(yán)重影響設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性,大大縮短各類器材的使用壽命,因此如何在輕量化背景下,快速有效導(dǎo)出器件生熱是亟需解決的重要問題。
高強(qiáng)高導(dǎo)熱鎂合金材料及其制品生產(chǎn)成套技術(shù)是支撐飛機(jī)、高速列車、汽車以及電腦等散熱組件發(fā)展的基礎(chǔ)材料及關(guān)鍵技術(shù),對(duì)實(shí)現(xiàn)上述裝備輕量化、提高系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性和使用壽命具有重要作用,到2035年,將替代同類普通高導(dǎo)熱合金材料使用量超過30%。傳統(tǒng)的高導(dǎo)熱金屬如Ag、Cu,由于密度太大(分別約為10.5g/cm3、8.9g/cm3)、價(jià)格高,難以滿足實(shí)際應(yīng)用要求。鎂合金材料具有低密度的優(yōu)勢(shì),是滿足應(yīng)用需求的潛在材料體系之一,但常用鎂合金的導(dǎo)熱系數(shù)與鋁合金相比還有明顯差距,因此,導(dǎo)熱系數(shù)>125W/(m·K)的高強(qiáng)高導(dǎo)熱鎂合金材料及其制品的制備加工技術(shù)是該領(lǐng)域發(fā)展的主要方向。
強(qiáng)鎂合金材料是支撐航空、航天、新一代武器裝備、高速列車以及新能源汽車等裝備不斷升級(jí)發(fā)展的基礎(chǔ)材料。我國(guó)在強(qiáng)變形鎂合金研發(fā)與應(yīng)用方面處在世界前列。但從進(jìn)一步擴(kuò)大鎂合金材料應(yīng)用的角度來看,現(xiàn)有的高強(qiáng)度鎂合金材料在比強(qiáng)度、比剛度、斷裂韌性以及性能穩(wěn)定一致性等方面還有明顯不足,使鎂合金材料在上述領(lǐng)域的應(yīng)用及提高其終端產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力方面受到嚴(yán)重制約,是當(dāng)前亟需解決的發(fā)展難題。強(qiáng)鎂合金材料及其強(qiáng)韌化變形加工技術(shù)是鎂合金領(lǐng)域發(fā)展的主要方向,預(yù)計(jì)到2035年,強(qiáng)鎂合金材料替代同類普通材料量將超過20%。
鎂合號(hào)眾多,已在多領(lǐng)域大量應(yīng)用的合金系列為Mg-Al系合金,特別是在鑄造過程中表現(xiàn)出工藝穩(wěn)定、燒損較小、室溫條件下有著力學(xué)性能和高強(qiáng)耐腐蝕行為的AZ91鎂合金。在變形鎂合金方面,獲得大量應(yīng)用的是Mg-Zn系合金,其在熱處理過程中表現(xiàn)出的時(shí)效強(qiáng)化行為。在該系列中,從合號(hào)ZM81的相關(guān)研究來看,其表現(xiàn)出比Mg–Al合金更的力學(xué)性能。ZK系合金主要為Mg-Zn-Zr系鎂合金,是目前應(yīng)用多的變形鎂合金之一,代表是ZK61鎂合金,其經(jīng)高溫成型冷卻和人工時(shí)效處理后,抗拉強(qiáng)度大于300MPa,具有良好的塑性及耐蝕性,可加工性良好,能制造形狀復(fù)雜的大型鍛件。